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混合ベシクル系による水の光分解システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 16K05881
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 エネルギー関連化学
研究機関東京大学

研究代表者

村田 滋  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (40192447)

研究協力者 滝沢 進也  
生田 直也  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード光エネルギー変換 / 光水素発生 / ベシクル / ルテニウム錯体 / イリジウム錯体 / コバルト錯体 / ニッケル錯体 / コバルオキシム錯体 / 水の光分解
研究成果の概要

本研究は、当研究室で開発した水の還元および酸化機能をもつ金属錯体を取り込ませたベシクル(球状の脂質二分子膜)を混合し、それらの間の電子伝達を増感剤に担わせることによって、これまでに例のない水の光分解システムを構築することを究極の目的としている。当初の計画に従って、ベシクルを反応場とする光水素発生系の改良を行い、高い触媒回転率を示す反応系の開発に成功した。しかし、いずれの反応系も増感剤励起状態の還元的消光によって進行することが判明し、既存の光酸素発生系との連結が困難であった。最終的な目的を達成するためには、新たな触媒開発を含む光酸素発生系の改良も必要であることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

光エネルギーを用いて水を水素と酸素に分解する反応系を創出することは、化石エネルギーを消費して現在の繁栄を維持している人類に課せられた課題である。これについては半導体を利用した研究が進展しているが、本研究は緑色植物に似た反応場を用いるという従来にない独創的な手法により、この反応系の構築に挑戦するものである。最終的な目的である水の光分解システムの創出には至らなかったものの、アスコルビン酸を電子供与体とする光水素発生系の改良が進展し、光酸素発生系と組み合わせる際の問題点が明らかとなり、今後の研究のための指針を得ることができた。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] An anionic iridium(III) complex as a visible-light absorbing photosensitizer2018

    • 著者名/発表者名
      S. Takizawa, R. Kano, N. Ikuta, S. Murata
    • 雑誌名

      Dalton Trans.

      巻: 47 号: 32 ページ: 11041-11046

    • DOI

      10.1039/c8dt02477d

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of substituents on excited-state and photosensitizing properties in cationic iridium(III) complexes with ligands of coumarin 62016

    • 著者名/発表者名
      Shin-ya Takizawa, Naoya Ikuta, Fanyang Zeng, Shohei Komaru, Shinogu Sebata, Shigeru Murata
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 55 号: 17 ページ: 8723-8735

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.6b01279

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ピレンが置換した2,2'-ビピリジンを配位子とするカチオン性イリジウム錯体の光化学的挙動と光水素発生における増感効果2019

    • 著者名/発表者名
      榎本貴允、生田直也、滝沢進也、村田 滋
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 2-(2-ピリジル)べンゾ[b]チオフェンを配位子とする新規トリスシクロメタレート型イリジウム錯体の合成と光物性2019

    • 著者名/発表者名
      冨永将弘、生田直也、滝沢進也、村田 滋
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ピレンが置換した2,2’-ビピリジンを配位子とするカチオン性イリジウム錯体の合成と光化学的挙動2018

    • 著者名/発表者名
      榎本貴允、瀬端 凌、生田直也、滝沢進也、村田 滋
    • 学会等名
      光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ピリジル部位をもつトリスシクロメタレート型イリジウム錯体の合成と光化学的挙動2018

    • 著者名/発表者名
      冨永将弘、古山 啓、生田直也、滝沢進也、村田 滋
    • 学会等名
      光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Visible Light-Driven Hydrogen Generation Using Ir(III) Photosensitizers Incorporated in Vesicles2018

    • 著者名/発表者名
      滝沢進也、瀬端 凌、生田直也、村田 滋
    • 学会等名
      International Congress on Pure & Applied Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ベシクル膜を活用したIr錯体の光機能:水溶液中における長寿命励起状態と光増感特性2018

    • 著者名/発表者名
      滝沢進也、瀬端 凌、生田直也、村田 滋
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ルテニウム錯体を触媒に用いた光酸素発生系における増感剤の検討2017

    • 著者名/発表者名
      小勝竣太、生田直也、滝沢進也、村田 滋
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川県横浜市港北区)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Photophysical and photosensitizing properties of iridium complexes with ligands of coumarin 62017

    • 著者名/発表者名
      瀬端 凌、滝沢進也、村田 滋
    • 学会等名
      Applications of Photoactive Coordination Compounds
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] クマリン6を配位子とするイリジウム錯体の光化学的挙動およびベシクル系への展開2017

    • 著者名/発表者名
      瀬端 凌、滝沢進也、村田 滋
    • 学会等名
      錯体化学会第67回討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ベシクルを反応場とするコバルト錯体触媒を用いた効率的な光水素発生系の構築2016

    • 著者名/発表者名
      小池桃代、生田直也、滝沢進也、村田 滋
    • 学会等名
      2016年光化学討論会
    • 発表場所
      東京大学教養学部(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ルテニウム錯体を触媒とする光酸素発生系における反応条件の最適化2016

    • 著者名/発表者名
      小勝竣太、生田直也、滝沢進也、村田 滋
    • 学会等名
      2016年光化学討論会
    • 発表場所
      東京大学教養学部(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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